一种超声处理设备、超声图像处理方法及介质与流程

文档序号:32753111发布日期:2022-12-31 02:02阅读:59来源:国知局
一种超声处理设备、超声图像处理方法及介质与流程

1.本技术涉及图像处理技术领域,尤其涉及一种超声处理设备、超声图像处理方法及介质。


背景技术:

2.医学超声成像技术可以实时查看病灶信息,并且对人体无辐射损害,目前被广泛地应用在医院的临床检查中。
3.但是由于超声成像是一种基于声学的成像方式,在成像过程中会受到声波干涉、散射、电子噪声等诸多因素的干扰,并且在检查过程中,探头技术也会直接影响到成像质量的好坏。因此,相比于其他医学图像,超声图像通常存在较重的伪影噪声干扰,以及较明显的亮度显示不均匀的现象。这些伪影噪声、不均匀现象都会干扰到正常组织的成像效果,使得图像结构均匀性变差,进而也影响到临床诊断的准确性。
4.如何有效去除超声图像中的伪影噪声干扰,提高图像不同区域亮度显示的均匀性,成为亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.本技术实施例中提供了一种超声处理设备、超声图像处理方法及介质,可以提升图像不同区域亮度显示的均匀性。
6.本技术实施例中提供一种超声处理设备,该设备包括存储器以及处理器;存储器用于存储计算机程序;当计算机程序在处理器上执行时,处理器用于:
7.获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
8.根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
9.将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
10.根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
11.一种可选的实施方式为,处理器具体用于:
12.获取初始超声图像,将初始超声图像划分为多个子图像,其中,每个子图像中存在与其它子图像相互重叠的重叠区域;
13.对多个子图像分别进行傅里叶变换,得到多个子图像的频谱图像;
14.分别对多个子图像的频谱图像进行处理,得到多个子图像对应的抑制频谱图像。
15.一种可选的实施方式为,处理器具体用于:
16.对多个子图像对应的抑制频谱图像分别进行傅里叶逆变换,得到多个子图像的空域图像;
17.将多个空域图像中属于同一重叠区域的图像进行加权融合,并根据加权融合后的重叠区域图像以及多个空域图像中除重叠区域外的非重叠区域的图像,获得与初始超声图像对应的空域图像。
18.一种可选的实施方式为,处理器具体用于:
19.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像;或,
20.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,对频谱图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
21.一种可选的实施方式为,处理器具体用于:
22.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,分别执行如下操作:
23.基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到中间图像;
24.对中间图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
25.一种可选的实施方式为,预设频率范围通过以下方式确定:
26.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,确定频谱图像中的频率值中值;
27.根据频率值中值,确定预设频率范围。
28.一种可选的实施方式为,处理器具体用于:
29.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设的滤波器,对频谱图像中频率值低于第一阈值和/或高于第二阈值的频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
30.一种可选的实施方式为,处理器具体用于:
31.从初始超声图像中筛选出平均灰度值大于设定阈值的第一区域,并从初始超声图像中确定位于第一区域外指定位置的目标区域;
32.利用初始超声图像中目标区域的图像,替换空域图像中与目标区域对应的图像,得到目标超声图像。
33.本技术实施例中还提供一种超声图像处理方法,该方法包括:
34.获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
35.根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
36.将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
37.根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
38.本技术实施例中还提供一种超声图像处理装置,该装置包括:
39.获取单元,用于获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
40.抑制单元,用于根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
41.转换单元,用于将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
42.补偿单元,用于根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
43.本技术实施例中还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序用于使计算机执行上述超声图像处理方法中的步骤。
44.本技术实施例中还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,计算机程序存储
在计算机可读存储介质中;当超声处理设备的处理器从计算机可读存储介质读取计算机程序时,处理器执行计算机程序,使得超声处理设备执行上述超声图像处理方法中的步骤。
45.本技术实施例中,获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。基于本技术实施例提供的超声图像处理方式,通过在频率域中,根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,可以有效识别并去除噪声伪影对正常组织的干扰,并提升图像中不同区域亮度显示的均匀性,通过对空域图像中的目标区域进行补偿,避免目标超声图像中有效信息的缺失。
附图说明
46.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本技术实施例提供的一种超声处理设备的结构示意图;
48.图2为本技术实施例提供的一种超声处理设备实现超声图像处理的原理示意图;
49.图3为本技术实施例提供的另一种超声处理设备的结构示意图;
50.图4为本技术实施例提供的一种超声图像处理方法的应用场景图;
51.图5为本技术实施例提供的一种超声图像处理方法的流程示意图;
52.图6为本技术实施例提供的一种初始超声图像的示意图;
53.图7为本技术实施例提供的一种频谱图像的示意图;
54.图8为本技术实施例提供的一种目标超声图像的示意图;
55.图9为本技术实施例提供的一种抑制频谱图像确定过程的流程示意图;
56.图10为本技术实施例提供的一种子图像划分方式的示意图;
57.图11为本技术实施例提供的另一种子图像划分方式的示意图;
58.图12为本技术实施例提供的一种空域图像确定过程的流程示意图;
59.图13为本技术实施例提供的一种预设频率范围确定方法的流程示意图;
60.图14为本技术实施例提供的另一种频谱图像抑制方法的流程示意图;
61.图15为本技术实施例提供的一种图像补偿方法的流程示意图;
62.图16为本技术实施例提供的一种候选区域的示意图;
63.图17为本技术实施例提供的另一种候选区域的示意图;
64.图18为本技术实施例提供的一种超声图像处理装置的示意图。
具体实施方式
65.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述,虽然本技术实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤,但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑
上不存在必要因果关系的步骤中,这些步骤的执行顺序不限于本技术实施例提供的执行顺序。所述方法在实际的处理过程中或者装置执行时,可按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并执行。显然,本技术实施例中所描述的实施例仅仅是本技术一部份实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本技术保护的范围。
66.本技术实施例中术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
67.医学超声成像技术可以实时查看病灶信息,并且具有无辐射、对人体无损伤以及检查费用相对低等优势,目前在医疗临床诊断中被广泛应用。但是由于医学超声成像的技术基础是基于声学原理,在成像过程中会受到声波干涉、散射、电子噪声等诸多因素的干扰,并且在检查过程中,会受到探头与人体的接触面是否较好地贴合等外部因素干扰,相比于其他成像方式,如ct、mri等成像方式等,存在对比度低、细节分辨率差、图像亮度均匀性差等问题,具体表现在:存在较重的伪影噪声问题,以及临近区域的亮度显示不均匀问题。这些伪影噪声、不均匀现象都会干扰到正常组织的成像效果,使得图像结构均匀性变差,进而也影响到临床诊断的准确性。
68.目前,超声处理设备中常用空间复合、斑点噪声抑制算法等手段来降低图像噪声,该方法虽然可以在一定程度上通过降噪方式超声图像的可读性,但是并不能很好地去除图像中包含的伪影噪声问题,也无法有效提高图像不同区域亮度显示的均匀性。所以,如何有效去除超声图像中的伪影噪声干扰,提高图像不同区域亮度显示的均匀性成为亟待解决的问题。
69.针对上述问题,本技术实施例中提供了一种能够有效解决伪影噪声以及图像亮度不均匀问题的超声处理设备,以及超声图像处理方法及介质,通过将获取的超声图像转换至频率域,并在频率域根据频率值所在的位置以及大小,对指定的频率值进行抑制,再将抑制后的频谱图像转换至空域,根据初始超声图像进行补偿,可以有效识别并去除噪声伪影对正常组织的干扰,并改善图像中不同区域亮度显示的均匀性,明显提高超声图像的整体质量。
70.图1为本技术实施例提供的一种超声处理设备的硬件配置框图。在一些实施例中,上述超声处理设备可以为超声设备100,应该理解的是,图1所示超声设备100仅是一个范例,并且超声设备100可以具有比图1中所示的更多的或者更少的部件,可以组合两个或多个的部件,或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
71.如图1所示,超声设备100包括:处理器110、存储器120、显示单元130和探头140;其中:
72.探头140,用于基于超声波采集超声图像;
73.显示单元130,用于显示超声图像;
74.存储器120,用于存储用于超声成像所需的数据,可包括软件程序,应用界面数据等;
75.处理器110,分别与探头140、显示单元130和存储器120相连接,用于:
76.获取探头采集的初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
77.根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
78.将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
79.根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
80.图2为根据本技术一个实施例的应用原理的示意图。其中,该部分可由图1所示超声处理设备的部分模块或功能组件实现,下面将仅针对主要的部件进行说明,而其它部件,如存储器、控制器、控制电路等,此处将不进行赘述。
81.如图2所示,应用环境中可以包括用户界面210、用于显示用户界面的显示单元220以及处理器230。
82.显示单元220可以包括显示面板221、背光组件222。其中,显示面板221被配置为对超声图像进行显示,背光组件222位于显示面板221背面,背光组件222可以包括多个背光分区(图中未示出),各背光分区可以发光,以点亮显示面板221。
83.处理器230可以被配置为控制背光组件222中各背光分区的背光源亮度,以及控制超声探头发射超声信号,并接收超声回波信号并进行分析得到超声图像。
84.其中,处理器230可以优化超声图像,有效识别并去除噪声伪影对正常组织的干扰,并改善图像中不同区域亮度显示的均匀性,提高超声图像的整体质量。
85.另外,本技术实施例还可以在超声探头采集到待处理的超声图像之后,由独立于超声探头之外的其它超声处理设备对超声图像进行图像处理。
86.在一种实施例中,上述超声处理设备还可以是服务器,如图1所示的服务器300。在该实施例中,超声处理设备的结构可以如图3所示,图3的超声处理设备300仅仅是一个示例,不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
87.如图3所示,超声处理设备300的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理器301、上述至少一个存储器302、连接不同系统组件(包括存储器302和处理器301)的总线303。
88.总线303表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
89.存储器302可以包括易失性存储器形式的可读介质,例如随机存取存储器(ram)321或高速缓存存储器322,还可以进一步包括只读存储器(rom)323。
90.存储器302还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325,这样的程序模块324包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
91.超声处理设备300也可以与一个或多个外部设备304(例如键盘、指向设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与图像处理设备300交互的设备通信,或与使得该超声处理设备300能与一个或多个其它计算装置进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口305进行。并且,超声处理设备300还可以通过网络适配器306与一个或者多个网络(例如局域网(lan),广域网(wan)或公共网络,例如因特网)通信。如图3所示,网络适配器306通过总线303与用于超声处理设备300的其它
模块通信。应当理解,尽管图中未示出,可以结合超声处理设备300使用其它硬件或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
92.处理器301具体用于执行下列过程:
93.获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
94.根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
95.将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
96.根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
97.如图4所示,为本技术实施例另一种图像处理方法的应用场景图。图中包括:超声探头10、服务器20、以及服务器20内的存储器30;
98.其中,超声探头10用于采集超声图像,并将采集到的超声图像存储至存储器30中。
99.对超声图像进行处理时,首先从存储器30中获取待处理的初始超声图像,服务器20获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
100.本技术中的描述中仅就单个服务器和存储器加以详述,但是本领域技术人员应当理解的是,示出的超声探头10、服务器20和存储器30旨在表示本技术的技术方案涉及超声处理设备、服务器以及存储器的操作。对单个服务器和存储器加以详述至少为了说明方便,而非暗示对服务器和存储器的数量、类型或是位置等具有限制。应当注意,如果向图示环境中添加附加模块或从其中去除个别模块,不会改变本技术的示例实施例的底层概念。
101.需要说明的是,本技术实施例中的存储器30例如可以是缓存系统、也可以是硬盘存储、内存存储等等。此外,本技术提出的超声图像处理方法不仅适用于图4所示的应用场景,还适用于任何有超声图像处理需求的装置。
102.为便于理解,下文通过具体实施例对本技术提供的一种超声图像处理方法进行详细说明。
103.在一些实施例中,本技术提供的超声图像处理方法可以如图1或3所示的超声处理设备完成。图5示出了本技术实施例提供的一种超声图像处理方法的流程示意图。如图5所示,该方法具体包括如下步骤:
104.步骤501,获取初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
105.实施中,在获取初始超声图像后,利用傅里叶变换方法将上述初始超声图像由空域转换至频率域,由于傅里叶变换方法为数字图像处理中的经典方法,其处理过程可参见现有技术,此处不做详细阐述。其中,上述初始超声图像如图6所示。
106.通过对初始超声图像进行处理,得到与初始超声图像对应的频率域的频谱图像,如图7所示(上述图6转换得到的频谱图像的示意图)。其中,频谱图像用于反映初始超声图像中亮度的变换频率信息,该频谱图像实质上为由多个频率值构成的矩阵。
107.步骤502,根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像
进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
108.超声图像的不均匀的问题主要是由于伪影噪声的干扰以及区域之间亮度不均匀导致的,其中,伪影噪声主要表现为亮度较低或较高的纹理声影,通过对频谱图像的横向频率值进行抑制可以较好地去除该种伪影噪声,但是由于图像的伪影区域中部分为有效区域,即检测出的病灶区域,因此需要对伪影信息的有效性进行区分,本技术实施例中通过根据各频率值在频谱图像中的位置,对频谱图像进行频率值抑制,可以有效避免对有效伪影区域的影响。
109.针对区域之间亮度不均匀的问题,则可以通过根据各频率值的大小对特定频率范围进行抑制,使得图像的整体亮度变得均匀。
110.需要说明的是,本技术实施中上述两种频率值抑制方式,即根据各频率值在所述频谱图像中的位置对频谱图像进行频率值抑制,以及根据各频率值的大小对频谱图像进行频率值抑制,可以由用户根据需求进行自由选择,如使用其中任一种或者两种同时使用。
111.步骤503,将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
112.实施中,可以利用傅里叶逆变换方法将上述抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到与抑制频谱图像对应的空域图像。由于傅里叶逆变换方法也为数字图像处理中的经典方法,其处理过程可参见现有技术,此处不做详细阐述。
113.步骤504,根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
114.实施中,结合初始超声图像,对得到的空域图像中的目标区域进行补偿处理,最终得到需要的目标超声图像,如图8所示(上述图6对应的目标超声图像的示意图),其中,目标区域指空域图像中存在有效信息的区域,例如病灶区域。
115.在得到上述目标超声图像后,还可以对上述目标超声图像进行其它空间域降噪和增强方法,例如利用斑点噪声抑制算法对目标超声图像中的斑点噪声进行抑制,进一步提高超声图像的视觉效果。
116.上述超声图像处理方法,通过将获取的超声图像转换至频率域,并在频率域根据频率值所在的位置和/或频率值大小,对指定的频率值进行抑制,可以有效识别并去除噪声伪影对正常组织的干扰,改善图像中不同区域亮度显示的均匀性,再将抑制后的频谱图像转换至空域,根据初始超声图像进行补偿,避免了目标超声图像中有效信息的缺失,明显提高超声图像的整体质量。
117.以下对上述获取初始超声图像后,对初始超声图像进行处理,得到对应的抑制频谱图像的过程进行详细阐述,如图9所示,其具体包括如下步骤:
118.步骤901,获取初始超声图像,将初始超声图像划分为多个子图像,其中,每个子图像中存在与其它子图像相互重叠的重叠区域;
119.本技术实施例中,在获取初始超声图像后,将初始超声图像划分为多个子图像,其具体划分方式可由用户根据需求进行选择,例如图10所示的将初始超声图像沿横向方向等分为设定数量的子图像,或者如图11所示的沿横向和纵向方向将初始超声图像等分为设定数量的子图像,该设定数量可由用户自行进行设置,也可设置为1,即不进行子图像的划分。一种可选的实施方式中,可在超声处理设备中的显示单元上显示相关选项,由用户进行选择。
120.需要说明的是,为避免在后续根据子图像合成一幅图像时出现图像中过度不自然的问题,本技术实施例中,每个子图像中均存在与其他子图像(与该子图像相邻的子图像)相互重叠的重叠区域,如图10所示,这些重合区域在最后合成一幅图像时,需要设置加权融合权重系数,确保重合区域与其他区域有相同的能量分布。
121.步骤902,对多个子图像分别进行傅里叶变换,得到多个子图像的频谱图像;
122.由于傅里叶变换方法为数字图像处理中的经典方法,其处理过程可参见现有技术,此处不做详细阐述。
123.步骤903,分别对多个子图像的频谱图像进行处理,得到多个子图像对应的抑制频谱图像。
124.对每个子图像的频谱图像进行处理的过程与上述步骤502中对频谱图像的处理过程类似,即根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,此处不再赘述。
125.上述步骤903中,得到多个子图像对应的抑制频谱图像后,对抑制频谱图像进行处理,得到对应的空域图像,如图12所示,具体包括如下步骤:
126.步骤1201,对多个子图像对应的抑制频谱图像分别进行傅里叶逆变换,得到多个子图像的空域图像;
127.由于傅里叶逆变换方法也为数字图像处理中的经典方法,其处理过程可参见现有技术,此处不做详细阐述。
128.步骤1202,将多个空域图像中属于同一重叠区域的图像进行加权融合,并根据加权融合后的重叠区域图像以及多个空域图像中除重叠区域外的非重叠区域的图像,获得与初始超声图像对应的空域图像。
129.由于上述步骤901中,将初始超声图像划分为多个子图像,因此在对应各子图像的频谱图像进行傅里叶逆变换,得到各子图像的空域图像,还需要将各子图像的空域图像进行组合,形成与初始超声图像对应的空域图像。
130.具体地,将多个空域图像中属于同一重叠区域的图像进行加权融合,得到对应的重叠区域图像,例如,如果子图像中子图像1以及子图像2中均包括重叠区域1,在进行加权融合时,将子图像1对应的空域图像中与重叠区域1对应的图像,与子图像2对应的空域图像中与重叠区域1对应的图像进行加权融合,得到重叠区域1对应的加权融合后的重叠区域图像。其中,具体地加权融合系数可以有多种设置方法,本技术中不做限定,但是都需要满足同一个位置处的权重累加值为1的基本条件。
131.得到各重叠区域图像加权融合得到的重叠区域图像后,将该重叠区域图像以及多个空域图像中除重叠区域外的非重叠区域按照步骤901中划分时的位置进行组合,得到与初始超声图像对应的空域图像。
132.以下对上述步骤502中根据各频率值在所述频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像的具体步骤进行详细阐述。
133.需要说明的是,上述对频谱图像进行频率值抑制的方法包括多种,用户可根据实际需求选取其中任一种或多种的组合,并且本技术中上述频谱图像进行频率值抑制的多种方法的使用顺序不作限制。
134.本技术实施例中,超声图像中部分伪影噪声的存在会干扰到目标区域信息,即病
灶信息的显示。而有些病灶,例如结石、恶性结节,从声学成像机理上决定了其后方会出现明显的尾征,即显示为超声图像中的伪影噪声,这部分伪影噪声有助于医生对这类病灶的诊断。因此,对于超声图像中的伪影噪声区域,并不能一概而论,即有些伪影区域是由于探头与人体接触不当导致的,需要对其进行抑制;而有些伪影是正常的病理性特征,有助于医生诊断,不需要对其进行处理的。由于超声波存在散射、反射以及旁瓣干扰等问题,超声图像中会出现斑点噪声明显,邻近区域的亮度显示不均匀等问题,从而影响医生的诊断。
135.本技术基于上述问题产生的机理以及带来的影响分析,提出了一种频谱图像抑制方法,具体包括如下两种方式:
136.方式一、针对所述多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像;
137.由于超声图像中的伪影噪声通常为纵向声影,将初始超声图像转换为频谱图像后,表现为横向声影,并且由于频谱图像中大部分有效信息集中与频谱中心区域,因此本技术实施例中对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,其中横向频谱值是指对频谱图像中的频谱值从横向来看得到的结果。在对横向频率值进行抑制时,可以通过设置抑制系数的方式控制对频谱值的抑制程度,其中预设抑制系数可由用户根据需求自行设置,本技术不做限制。
138.方式二、针对所述多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,对频谱图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
139.对于超声图像中的亮度显示不均匀问题,可以对频谱图像中特定频率值处的横向和纵向频率值进行选择性地抑制。一般地,超声图像邻近区域亮度显示的不均匀处的频率变化并不很突兀,表现在频谱图像中对应的频率值是介于边缘和均质区域之间,即介于频率值最大值以及最小值中指定区间。因此可以通过设置预设频率范围,对特定的频率值进行抑制。
140.其中,用户根据需求选择对横向频率值以及纵向频率值中任一频率值进行抑制,或者对两者同时进行抑制,同时,用户也可自行设置对频率值进行抑制时的抑制参数,控制图像的均匀程度。
141.在一种可选的实施方式中,如图13所示,上述方式二中的预设频率范围可以通过以下方式确定:
142.步骤1301,针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,确定频谱图像中的频率值中值;
143.具体的,针对任一子图像的频谱图像,将频谱图像中的频率值按照数值大小进行排序(由大到小或由小到大均可),根据排序结果确定位于中间位置的频率值作为频率值中值。
144.需要说明的是,如果上述方式二中仅对频谱图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值进行抑制时,上述预设频率范围对应的频率值中值的确定方式为:将横向频率值按照数值大小进行排序(由大到小或由小到大均可),根据排序结果确定位于中间位置的频率值作为频率值中值;当上述方式二中仅对频谱图像中频率值在预设频率范围内的纵向频率值进行抑制时,频率值中值的确定方式阈值类似,此处不再赘述。
145.如果对频谱图像中频率值在预设频率范围内的纵向频率值和纵向频谱值进行抑
制时,实施中可以根据频谱图像中全部频谱值确定对应的频率值中值,也可分别确定纵向频率值和纵向频谱值对应的频率值中值。
146.步骤1302,根据频率值中值,确定所述预设频率范围。
147.具体的,可以设置将距离上述频率值中值设定差值内的频率值范围,确定为预设频率范围,上述设定差值可以由用户根据需求自行设置,例如300赫兹。
148.在一种可选的实施方式中,上述方式一和方式二可以为仅选择其一,即或的关系,上述分别对所述多个子图像的频谱图像进行处理,得到所述多个子图像对应的抑制频谱图像,具体包括如下任一步骤:
149.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像;
150.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,对频谱图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
151.在一种可选的实施方式中,上述方式一和方式二可以和的关系,即按照先后顺序同时执行两种方式,如图14所示,上述分别对所述多个子图像的频谱图像进行处理,得到所述多个子图像对应的抑制频谱图像时,具体针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,分别执行如下操作:
152.步骤1401,基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到中间图像;
153.步骤1402,对中间图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
154.需要说明的是,上述执行过程也可以为:针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,首先对中间图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到中间图像;再基于预设抑制系数,对中间图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
155.本技术实施例中除上述频谱图像抑制方法外,还提出了另一种频谱图像抑制方法,即使用频域空间的滤波方法对伪影噪声、不同区域之间的亮度不均匀问题进行优化,当超声图像转化到频率域后,在空间域中的滤波方法也可以用于处理频谱结果,因此可以通过滤波方法对频谱图像中的无用信息进行抑制。
156.具体地,上述分别对所述多个子图像的频谱图像进行处理,得到所述多个子图像对应的抑制频谱图像,具体包括:
157.针对所述多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设的滤波器,对所述频谱图像中频率值低于第一阈值和/或高于第二阈值的频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
158.具体的,针对伪影噪声的去除,可以选择使用基于低通滤波器的方法,例如使用基于布特沃斯低通滤波器、高斯低通滤波器,将特定区域的高于第二阈值的频谱结果进行抑制处理,此时可以将伪影噪声对应的频谱结果进行抑制。在针对不同区域之间的亮度不均匀问题方面,可以选择使用基于高通滤波器的方法,例如使用基于布特沃斯高通滤波器、高斯高通滤波器、理想高通滤波器等,将特定区域的低于第一阈值的频谱结果进行抑制处理,此时可以将亮度不均匀区域对应的频谱结果进行抑制。
159.其中,第一阈值以及第二阈值可由用户根据需求自行设置,也可使用系统配置的默认值,本技术实施例中不做限制。
160.以下对上述步骤504中,根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像的过程进行详细阐述,如图15所示,该步骤具体包括:
161.步骤1501,从初始超声图像中筛选出平均灰度值大于设定阈值的第一区域,并从初始超声图像中确定位于第一区域外指定位置的目标区域;
162.在初始超声图像中,无效伪影噪声是由于探头与人体接触不当产生的,总体表现为:自上向下的伪影区域;而有效声影在开始的位置存在明显的病灶区域,例如结石、恶性结节等,总体表现为:声影上方有一块面积相对较大、亮度相对较高的区域。因此,在频率域中对图像进行处理后,需要结合抑制区域在空间域中的特征表现(即初始超声图像中的特征)决定是否对该声影区域进行抑制,即当伪影开始区域存在团状较亮区域时,该声影区域的灰度值以初始超声图像为准(即进行补偿);当伪影开始区域并不存在团状较亮区域时,该声影区域的灰度值以空域图像结果为准。
163.实施中,对初始超声图像中的灰度值进行检测,筛选出平均灰度值大于设定阈值的第一区域,具体的,可以先筛选出初始超声图像中灰度值大于设定数值的第一灰度值点,并根据筛选出的任一第一灰度值点确定出与上述任一灰度值点对应的预设大小的候选区域,其中,第一灰度值可以位于候选区域的中心、左上、左下等位置,具体可由用户根据需求设定,本技术实施例中不做限制。
164.实施中,可以以任一第一灰度值点为中心点,确定预设大小的候选区域,如图16所示,候选区域可以为以长度1为长度值,以长度2为宽度值的长方形区域,或者其它形状(如正方形等)的区域;还可以以任一第一灰度值点作为左上点,确定对应的候选区域,如图17所示,以第一灰度值点为左上点,确定边长为长度3的正方形区域。
165.在确定每个第一灰度值点的候选区域后,分别确定每个候选区域的平均灰度值,如果存在候选区域的平均灰度值大于设定阈值,将该候选区域外指定位置(如下方)的区域设定为目标区域。
166.步骤1502,利用初始超声图像中目标区域的图像,替换空域图像中与目标区域对应的图像,得到目标超声图像。
167.在确定目标区域后,将空域图像中目标区域的图像替换为初始超声图像中对应目标区域的图像,即对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
168.基于相同的发明构思,本技术实施例还提供一种超声图像处理装置。如图18所示,其为超声图像处理装置的结构示意图,可以包括:
169.获取单元1801,用于获取超声探头采集的初始超声图像,并将初始超声图像由空域转换至频率域,得到频谱图像;
170.抑制单元1802,用于根据各频率值在频谱图像中的位置和/或各频率值的大小,对频谱图像进行频率值抑制,得到抑制频谱图像;
171.转换单元1803,用于将抑制频谱图像由频率域转换至空域,得到空域图像;
172.补偿单元1804,用于根据初始超声图像,对空域图像中的目标区域进行补偿,得到目标超声图像。
173.可选的,上述获取单元1801具体用于:
174.获取初始超声图像,将初始超声图像划分为多个子图像,其中,每个子图像中存在与其它子图像相互重叠的重叠区域;
175.对多个子图像分别进行傅里叶变换,得到多个子图像的频谱图像;
176.上述抑制单元1802,具体用于分别对多个子图像的频谱图像进行处理,得到多个子图像对应的抑制频谱图像。
177.可选的,上述转换单元1803具体用于:
178.对多个子图像对应的抑制频谱图像分别进行傅里叶逆变换,得到多个子图像的空域图像;
179.将多个空域图像中属于同一重叠区域的图像进行加权融合,并根据加权融合后的重叠区域图像以及多个空域图像中除重叠区域外的非重叠区域的图像,获得与初始超声图像对应的空域图像。
180.可选的,上述抑制单元1802具体用于:
181.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像;或,
182.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,对频谱图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
183.可选的,上述抑制单元1802具体用于:
184.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,分别执行如下操作:
185.基于预设抑制系数,对频谱图像中除频谱中心区域外的横向频率值进行抑制,得到中间图像;
186.对中间图像中频率值在预设频率范围内的横向频率值和/或纵向频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
187.可选的,预设频率范围通过以下方式确定:
188.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,确定频谱图像中的频率值中值;
189.根据频率值中值,确定预设频率范围。
190.可选的,上述抑制单元1802具体用于:
191.针对多个子图像的频谱图像中的每个频谱图像,基于预设的滤波器,对频谱图像中频率值低于第一阈值和/或高于第二阈值的频率值进行抑制,得到抑制频谱图像。
192.可选的,上述补偿单元1804具体用于:
193.从初始超声图像中筛选出平均灰度值大于设定阈值的第一区域,并从初始超声图像中确定位于第一区域外指定位置的目标区域;
194.利用初始超声图像中目标区域的图像,替换空域图像中与目标区域对应的图像,得到目标超声图像。
195.在一些可能的实施方式中,本技术提供的超声图像处理方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括计算机程序,当程序产品在电子设备上运行时,计算机程序用于使电子设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的超声图像处理方法中的步骤,例如,电子设备可以执行如图5中所示的步骤。
196.程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导
体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
197.本技术的实施方式的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括计算机程序,并可以在电子设备上运行。然而,本技术的程序产品不限于此,在本文件中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被命令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
198.可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,该可读介质可以发送、传播或者传输用于由命令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
199.可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等,或者上述的任意合适的组合。
200.可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术操作的计算机程序,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。计算机程序可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务器上执行。在涉及远程电子设备的情形中,远程电子设备可以通过任意种类的网络包括局域网(lan)或广域网(wan)连接到用户电子设备,或者,可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
201.此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本技术方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
202.本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用计算机程序的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
203.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序命令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序命令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的命令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
204.这些计算机程序命令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特
定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的命令产生包括命令装置的制造品,该命令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
205.这些计算机程序命令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的命令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
206.尽管已描述了本技术的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
207.显然,本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样,倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内,则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
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